JP2015108608A - プローブピンおよびｉｃソケット - Google Patents

Abstract

【課題】コイルバネの内径が小さくても、プローブピンの組み立て後や使用時に分解・変形する危険性が少なく、微細ピッチのＩＣの検査が可能なプローブピンを提供する。【解決手段】電極接触部を一端に有し、先端が開口した第１スリットが形成された第１アーム部を他端に有する板状体である第１可動部材と、基板接触部を一端に有し、先端が開口しない第２スリットが形成された第２アーム部を他端に有する板状体である第２可動部材と、第１可動部材と第２可動部材とにより狭持されるコイルバネとを備える。第２スリットが、第１スリットの突出部を内包しつつ、第１可動部材と第２可動部材とが互いに直交するように配置され、第１スリットの内側面の一部と、第２スリットの板面の一部とが第１摺動接触構造を構成し、第１スリットにおける突出部の板面の一部と、第２スリットの内側面の一部とが第２摺動接触構造を構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ、集積回路）の検査などに使用されるプローブピンおよびＩＣソケットに関する。

多数の端子を備えるＩＣを検査するときには、ＩＣにおける隣接する端子同士での電気的接続を抑制しつつ、ＩＣの各端子と、ＩＣを検査するための検査装置（ＩＣテスター）に接続された検査用基板における各端子に対応する電極とを電気的に接続するために、プローブピンが使用される。

プローブピンの代表的な構成は、両端が部分的に閉塞されつつ開口された管状体と、この管状体の内部に配置されたコイルバネと、このコイルバネに付勢されながら前記の部分的な閉塞部に係止された状態で管状体から部分的に突出する二つの接触部材とからなる。その他の構成として、板材をプレス加工やエッチング加工して得られる板状の２つの接触部材およびコイルバネで構成されたプローブピンがある。管状体が不要となるため、プローブピンの部品コストを削減することができる。

このような板状の接触部材を用いたプローブピンとしては、特許文献１、あるいは特許文献２に開示されたプローブピンなどがある。

例えば特許文献１では、上部コンタクト、下部コンタクト、およびコイルバネにより構成されるプローブピンが提案されている。このプローブピンでは、上部コンタクトおよび下部コンタクトは、それぞれ開口を有するスリット、窓状の空間、および開口を有するスリットの端部に一対のフックを備える。さらに、上部コンタクトおよび下部コンタクトを互いに反対方向に向けるとともに、互いに直交する方向に配置しつつ、コイルバネの内部に挿入し、双方のコンタクトのフックをそれぞれ他方のコンタクトの窓状の空間に勘合させることで、上部コンタクトおよび下部コンタクトを結合している。上部コンタクトおよび下部コンタクトは、それぞれ一対の突起部を有しており、互いに結合したときには、コイルバネが双方のコンタクトの突起部の間に保持される。

また、特許文献２にも、上部コンタクト、下部コンタクト、およびコイルバネにより構成されるプローブピンが提案されている。このプローブピンでは、上部コンタクトおよび下部コンタクトは、それぞれ開口を有するスリットとスリットの端部にかぎ爪状フックとを備える。さらに、上部コンタクトおよび下部コンタクトを互いに反対方向に向けるとともに、互いに直交する方向に配置しつつ、コイルバネの内部に挿入し、双方のコンタクトのかぎ爪状フックをそれぞれコイルバネの端部に係合させることで、上部コンタクトおよび下部コンタクトを結合している。上部コンタクトおよび下部コンタクトは、それぞれ一対の突起部を有しており、互いに結合したときには、コイルバネが双方のコンタクトの突起部の間に保持される。

特開２００８−５１６３９８号公報 特開２０１１−２３２１８１号公報

しかしながら、特許文献１のプローブピンでは、コイルバネの内部で上部コンタクトおよび下部コンタクトを互いに結合させるので、コイルバネの内径が小さくなるとコイルバネの内部に配置されているフックおよびフックを形成するスリットの強度不足により、プローブピンとして組み立てられたあとにフックが開き、上側コンタクトと下側コンタクトとが分離する虞がある。

また、特許文献２のプローブピンでは、上部コンタクトおよび下部コンタクトはそれぞれかぎ爪状フックでコイルバネに係合しているが、２つのコンタクトは相互には結合していない。このため、２つのコンタクトの長さにバラツキがあると、長い方のコンタクトがコイルバネから脱離する虞がある。さらに、かぎ爪状フックをコイルバネの端部に確実に係合させるためには、かぎ爪状フックをコイルバネの線材の直径より大きくしておくことが望ましく、その場合、かぎ爪状フックがＩＣソケットの内部において摺動不良を起こす虞がある。

かかる技術背景を鑑み、本発明は、上記の問題を解決し、コイルバネの内径が小さくても、プローブピンの組み立て後、あるいは使用時に分解、あるいは変形する危険性が少なく、微細ピッチのＩＣの検査が可能なプローブピンを提供することを課題とする。

上記課題を解決すべく提供される本発明に係るプローブピンは、（１）測定対象物に付設される電極である測定対象電極に接触するための電極接触部および測定装置の配線基板と接触するための基板接触部の一方である第１接触部を一端に有し、先端が開口した第１スリットが形成された第１アーム部を他端に有する板状体である第１可動部材と、電極接触部および基板接触部の他方である第２接触部を一端に有し、先端が開口しない第２スリットが形成された第２アーム部を他端に有する板状体である第２可動部材と、第１可動部材と第２可動部材とにより狭持され、第１可動部材および第２可動部材の一部を内包するコイルバネとを備え、第１可動部材は、第１スリットにおける対向する内側面の一部に設けられる突出部と、第１アーム部の先端近傍においてコイルバネの一端と係止する第１係止部と、を有し、第２可動部材は、第２接触部の近傍においてコイルバネの他端と係止する第２係止部を有し、第２可動部材が備える第２スリットが、第１可動部材が備える第１スリットの突出部を内包しつつ、第１可動部材と第２可動部材とが互いに直交するように配置され、第１スリットにおける第１接触部側の縁部から突出部までの内側面と、第２可動部材における第２接触部と反対側の端部から第２スリットの当該端部に近位な縁部までの板面とが第１摺動接触構造を構成し、第１スリットにおける突出部の板面と、第２可動部材が備える第２スリットの内側面とが第２摺動接触構造を構成し、第１摺動接触構造および第２摺動接触構造により第１可動部材と第２可動部材とは電気的接触を維持しつつ相対位置を変動することが可能とされる。

（２）本発明に係るプローブピンにおいては、第１係止部は、第１アーム部の外側面から板状体の幅方向に突出する第１フランジ部と、第１アーム部における第１スリットの開口側の端面に突設され、その少なくとも一部がコイルバネの一端の内径側に挿入される突起部とを有するように構成するとよい。

（３）また、本発明に係るプローブピンにおいては、第１係止部は、第１アーム部における第１スリットの開口側の端面に突設され、その少なくとも一部がコイルバネの一端の内径側に挿入される突起部を有し、第１アーム部における第１スリットの開口側の端面がコイルバネの一端と係止するように構成してもよい。
（４）本発明に係るプローブピンにおいては、突起部は、先端に近づくに従い突起部の幅を縮小させるテーパー部を外側面に有し、当該テーパー部がコイルバネの一端と係止することにより、第１スリットに設けられた突出部の少なくとも一部が閉塞するように構成してもよい。
（５）本発明に係るプローブピンにおいては、第２係止部は、第２接触部の近傍に板状体の幅方向に突出し、コイルバネの他端と係止する第２フランジ部を有してもよい。
（６）本発明に係るプローブピンにおいては、第１アーム部は、第１スリットのスリット幅が開口部に向けて大きくなるように形成され、第１係止部は、第１アーム部を弾性変形させて当該開口部を閉塞しつつ、突起部をコイルバネの一端に挿入することによりコイルバネに係止されるように構成してもよい。
（７）本発明に係るプローブピンにおいては、第１接触部は電極接触部であり、第２接触部は基板接触部であってもよい。
（８）本発明に係るプローブピンにおいては、第１接触部は基板接触部であり、第２接触部は電極接触部であってもよい。
（９）本発明に係るプローブピンにおいては、基板接触部は第１接触部からなり、電極接触部は第２接触部および補助接触部からなり、補助接触部は、板状の部材からなる補助部材の一部であり、補助部材は、第２可動部材に設けられた追加スリットにより、第２可動部材に直交して嵌設されて、第２可動部材に対して固定されるように構成してもよい。
（１０）本発明に係るプローブピンにおいては、補助部材は、板幅方向に突出するフランジ部を備え、当該フランジ部はコイルバネを係止するように構成してもよい。
（１１）本発明に係るプローブピンにおいては、補助部材は、補助接触部と反対側の端部に開口を有する補助スリットを備え、補助部材の当該補助スリットの開口側の端部はコイルバネの一端の内径側に挿入されて、補助スリットの開口は閉塞されていてもよい。
（１２）本発明は、上記の本発明に係るプローブピンを、ハウジングに設けられた複数の貫通孔のそれぞれにより、測定対象物に付設される電極に対応した位置に保持してなるＩＣソケットを提供する。

なお、本明細書においては、絶縁性の剛体からなり、検査対象であるＩＣの端子に対応した配列の貫通孔を有し、貫通孔内にプローブピンを保持するための部材をハウジングと呼び、このハウジングにプローブピンが保持された組立体をＩＣソケットと呼ぶ。

本発明に係るプローブピンによれば、コイルバネの内径が小さくても、プローブピンの組み立て後あるいは使用時に、分解あるいは変形する危険性が少ない。そしてこのようなプローブピンを利用した本発明のＩＣソケットによれば、微細ピッチのＩＣの検査が可能となる。

図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係るプローブピン１の、第１可動部材１１の板状体の板面に平行な面における断面図であり、図１（ｂ）は、第１可動部材１１の板状体の板面に垂直な面における断面図である。 板材を加工して得られる第１可動部材１１の初期の形状を示す。 スリットの開口部を閉塞しつつ、プローブピンを組み立てる手順を示す。 本発明の第１実施形態に係るプローブピン１において、第１可動部材１１の突起部１１５にテーパー部１１７を設けた例を示す。 本発明の第１実施形態に係るプローブピン１を保持したＩＣソケット２が検査用基板１０００に載置された状態を示す断面図である。 ＩＣソケット２が測定対象であるＩＣ２０００を検査している状態を示す断面図である。 図７（ａ）は、本発明の第２実施形態に係るプローブピン３の、第１可動部材３１の板状体の板面に平行な面における断面図であり、図７（ｂ）は、第１可動部材３１の板状体の板面に垂直な面における断面図である。 図８（ａ）は、本発明の第３実施形態に係るプローブピン４の、第１可動部材４１の板状体の板面に平行な面における断面図であり、図８（ｂ）は、第１可動部材４１の板状体の板面に垂直な面における断面図である。 図９（ａ）は、本発明の第４実施形態に係るプローブピン５の、第１可動部材５１の板状体の板面に平行な面における断面図であり、図９（ｂ）は、第１可動部材５１の板状体の板面に垂直な面における断面図である。 図１０（ａ）は、第３実施形態に係るプローブピンにおいて、第２接触部４２１を１点接触とし、補助接触部４４１をＩＣに付設される電極と接触しない形状としたプローブピンの、第１可動部材の板状体の板面に平行な面における断面図であり、図１０（ｂ）は、第１可動部材の板状体の板面に垂直な面における断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係るプローブピンおよびＩＣソケットを説明する。

〔第１実施形態〕
図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係るプローブピン１の、第１可動部材１１の板状体の板面に平行な面における断面図であり、図１（ｂ）は、第１可動部材１１の板状体の板面に垂直な面における断面図である。本発明の第１実施形態に係るプローブピン１は、第１可動部材１１、第２可動部材１２、およびコイルバネ１３から構成される。第１可動部材１１と第２可動部材１２はそれぞれ一つの板材を加工して得られる板状体からなる。ここで板材を加工する手段としてはプレス加工、エッチング加工などが想定される。

第１可動部材１１は、一方の端部に測定対象物であるＩＣに付設される電極（本明細書においては端子ともいう。）と接触するための電極接触部１１１を備える。また、第１可動部材１１は、他方の端部にその先端を開口とする第１スリット１１２が形成された第１アーム部１１６を備える。第１スリット１１２における平行に対向する内側面の一部には所定の長さ（本明細書において、「長さ」とは、プローブピンの摺動方向の長さを意味する。）の突出部１１３が設けられる。また、第１可動部材１１は、同じ側の端部に第１アーム部１１６の外側面から板幅方向に突出する第１フランジ部１１４、および第１アーム部１１６における第１スリット１１２の開口側の端面から突出する突起部１１５を備える。第１フランジ部１１４および突起部１１５は、第１アーム部１１６の先端近傍においてコイルバネの一端と係止する第１係止部として機能する。突起部１１５の少なくとも一部は、コイルバネ１３の第１フランジ部１１４側の端部の内径側に挿入される。すなわち、コイルバネ１３は、第１可動部材１１の突起部１１５の少なくとも一部を内包する。

第２可動部材１２は、一方の端部に測定装置の配線基板である検査用基板１０００に接触するための基板接触部１２１を備える。また、第２可動部材１２は、他方の端部近傍に、その先端が開口しない窓状の一定の長さの第２スリット１２２が形成された第２アーム部１２４を備える。さらに、第２可動部材１２は、基板接触部１２１の近傍に板状体の外側面から板幅方向外側に突出する第２フランジ部１２３を備える。第２フランジ部１２３は、基板接触部１２１の近傍においてコイルバネ１３の他端と係止する第２係止部として機能する。

上記第１可動部材１１および第２可動部材１２は、第１フランジ部１１４および第２フランジ部１２３によりコイルバネ１３を狭持しつつ、互いに直交するように組み立てられる。組立後の状態において、コイルバネ１３は第２可動部材１２の一部を内包する。また、第２可動部材１２が備える第２スリット１２２は、第１可動部材１１が備える第１スリット１１２の突出部１１３を内包する。

このように配置、組み立てられた本発明の第１実施形態に係るプローブピン１においては、第１可動部材１１が備える第１スリット１１２における電極接触部１１１側の縁部から突出部１１３までの内側面と、第２可動部材１２における基板接触部１２１と反対側の端部から第２スリット１２２の縁部までの板面（板幅方向の表面）とが一つの摺動接触構造（第１摺動接触構造）を構成する。また、第１可動部材１１が備える第１スリット１１２における突出部１１３の板面と、第２可動部材１２が備える第２スリット１２２の内側面とがもう一つの摺動接触構造（第２摺動接触構造）を構成する。これらの摺動接触構造により、第１可動部材１１および第２可動部材１２は電気的接触を維持しつつ相対位置を変動することが可能となる。また、第１スリット１１２の突出部１１３が第２スリット１２２の縁部と係止することにより、第１可動部材１１と第２可動部材１２とは相互に可動範囲が制限され、第１可動部材１１と第２可動部材１２とは容易に分離することはない。

また、本発明の第１実施形態に係るプローブピン１は、第１フランジ部１１４の端面に設けられた突起部１１５の少なくとも一部がコイルバネ１３の第１フランジ部１１４側の端部の内径側に挿入されているので、突起部１１５がコイルバネ１３の端部の内径に係止することにより、第１可動部材１１が備える第１スリット１１２はスリット幅が広がることが抑制される。その結果、プローブピン１の外径が小さくなり第１可動部材１１において第１スリット１１２を形成している２本の第１アーム部１１６の板幅が小さくなっても、第１スリットが備える２つの突出部１１３の間隔が維持され、プローブピン１の組み立て後、あるいは使用時において第１可動部材１１と第２可動部材１２とが分離する危険性が回避される。

続いて、本発明の第１実施形態に係るプローブピン１の製造方法を説明する。本発明の第１実施形態に係るプローブピン１において、第１可動部材１１が備える第１スリット１１２の突出部１１３が、第２可動部材１２が備える第２スリット１２２に係止するためには、第１スリット１１２における対向する２つの突出部１１３の隙間が、第２可動部材１２の板厚より小さいことが求められる。図１においても、２つの突出部１１３の隙間が極めて小さい場合が例示されている。

ここで第１可動部材１１および第２可動部材１２は、求められる大きさの範囲で強度を確保する点からも同程度の板厚を有していることが想定されるが、板材をエッチング加工、あるいはプレス加工して対向する突出部や細いスリットを形成する場合、加工上の制約から、その隙間を加工する板材の板厚より小さくすることは難しい。

そこで本発明の第１実施形態に係るプローブピン１の具体的な製造方法としては、板材をエッチング加工、あるいはプレス加工して得られる第１可動部材１１の初期の形状を、図２に例示したように、第１スリット１１２を形成する第１アーム部１１６を若干斜めに形成しておけばよい。すなわち、第１アーム部１１６は、第１スリット１１２のスリット幅が開口部に向けて大きくなるように形成されるので、突出部１１３の隙間も板厚より広くなり、エッチング加工、あるいはプレス加工での製造が可能となる。

ここで第１可動部材１１の材質は、エッチング加工、あるいはプレス加工が可能な薄い金属板が素材となることから、リン青銅やベリリウム銅などの銅合金、あるいはステンレス鋼などが想定され、何れもある程度の弾性を有する。そのため、第１スリット１１２は第１アーム部１１６の弾性の範囲で開閉することができる。図３に、スリットの開口部を閉塞しつつ、プローブピンを組み立てる手順を例示する。プローブピン１を組み立てる時には、例えばピンセットなどを用いて、第１アーム部１１６を弾性変形させて第１スリット１１２を閉塞しつつ、第１フランジ部１１４の端部に形成された突起部１１５をコイルバネ１３の端部の内径側に挿入する。突起部１１５がコイルバネ１３の内径に係止することにより、第１アーム部１１６の弾性反発力によりスリット幅が広がることも防止される。

なお、プローブピン１が組み立てられた状態においては、第１スリット１１２が備える突出部１１３は隙間を有さず、接していてもよい。具体的には、図４に示したように、突起部１１５の外側面に、先端に近づくほど突起部１１５の幅が縮小するテーパー部１１７を設け、テーパー部１１７がコイルバネ１３の内径に係止することにより、対向する２つの突出部１１３を密着させてもよい。対向する２つの突出部１１３に隙間がないため、突出部１１３は第２可動部材１２が備える第２スリット１２２により確実に係止し、第１可動部材１１と第２可動部材とが分離する可能性が低減されるため好ましい。本発明においては、このようにプローブピンが組み立てられた状態において対向する２つの突出部が密着し隙間がなくなる場合でも、組み立て前の状態において先端が開口しているスリットについては「開口したスリット」と呼び、突起部がコイルバネの内径に係止されることによってスリットの開口部が閉塞していると見做す。

以上のとおり、本発明の第１実施形態に係るプローブピンは、エッチング加工、あるいはプレス加工の加工上の制約の範囲で製造が可能である。また、上記の第１可動部材の製造方法は、後述の実施形態におけるプローブピンにも適用することができる。

なお、図１に示した本発明の第１実施形態に係るプローブピンにおいて、第１可動部材１１が第２可動部材１２に対して傾斜することを抑制する目的で、第１可動部材１１が備える第１スリット１１２の突出部１１３は一定の長さを有している。突出部１１３の長さは図に例示した長さより短くてもよい。第１可動部材１１はコイルバネ１３の端部の内径側に挿入された突起部１１５を支点として、第２スリット１２２の内側面と第１スリット１１２の突出部１１３の板面とのクリアランスの範囲で第１可動部材１１の板厚方向に傾斜可能である。この傾斜が過度になると、プローブピン１の使用時において、電極接触部１１１が検査対象であるＩＣの端子からずれた位置に接触し、ＩＣの端子との電気的接触が確保できなくなる虞がある。この点につき、本実施形態のプローブピンでは、第１スリット１１２の突出部１１３の摺動方向の長さを長くすることにより、傾斜可能な範囲が小さくなり、プローブピン１の使用時において第１可動部材１１が過度に傾斜することを抑制することができる。

図５は、本発明の第１実施形態に係るプローブピン１を保持したＩＣソケット２が検査用基板１０００に載置された状態を示す断面図である。また、図６は、ＩＣソケット２が測定対象物であるＩＣ２０００を検査している状態を示す断面図である。

ＩＣソケット２は、ハウジング２１に設けられた複数の貫通孔２１０のそれぞれにより、プローブピン１を、測定対象物であるＩＣ２０００に付設される電極に対応した位置に保持する。具体的には、ハウジング２１は主面内方向に２分割される。貫通孔２１０は、測定対象物であるＩＣ２０００に対向する面に設けられる第１開口部２１１および検査用基板１０００に対向する面に設けられる第２開口部２１２の孔径が、第１開口部２１１と第２開口部２１２との間に設けられる中空部２１３の孔径より小さく形成される。第１開口部２１１と中空部２１３との境界には第１孔内段差部２１４が設けられ、第２開口部２１２と中空部２１３との境界には第２孔内段差部２１５が設けられる。ＩＣソケット２が組み立てられた状態において、第１孔内段差部２１４が第１フランジ部１１４と係止し、第２孔内段差部２１５が第２フランジ部１２３と係止する。これにより、プローブピン１は、貫通孔２１０に保持される。

ここで貫通孔２１０の断面形状は、コイルバネ１３が収納される中空部２１３は、コイルバネ１３の外形に合わせ円形とされる。さらに第１アーム部１１６および第２アーム部１２４の一部が収納される第１孔内段差部２１４から第１開口部２１１に至る部分の断面形状も円形に形成されてよい。本実施形態に係るプローブピン１においては、第１可動部材１１が板厚方向に過度に傾斜することが抑制されているので、貫通孔２１０の内面により傾斜を制限されなくとも、プローブピン１の使用時において、電極接触部１１１が検査対象であるＩＣの端子からずれた位置に接触し、ＩＣの端子との電気的接触が確保できなくなる危険性は少ない。このため、貫通孔２１０における第１可動部材１１が収納される部分の断面形状を円形とするとよい。これによりハウジング２１の加工を容易とすることができる。なお、第１可動部材１１の傾斜をさらに抑制するために、貫通孔２１０における第１アーム部１１６および第２アーム部１２４の一部が収納される部分の断面形状を円形としつつ、そこから第１開口部２１１に至る部分の断面形状を長方形としてもよい。

ＩＣソケット２は、検査用基板１０００上に載置された状態、すなわち図５に示された状態において、プローブピン１の備えるコイルバネ１３が若干圧縮されるように設計されている。このように設計することにより、ＩＣソケット２が検査用基板１０００上に載置された状態においては、常に基板接触部１２１と検査用基板１０００との接点部分に接触圧力が加わるため、接点部分にゴミなどが付着することが防がれて好ましい。一般的に、ＩＣソケットが検査用基板１０００に載置された状態において、このようにコイルバネを若干圧縮しておくことをプリロードと呼ぶ。プリロードは行われている方が好ましいが、行われていなくてもよい。

さらに、上記のとおり検査用基板１０００に載置されたＩＣソケットは、図６に示した使用状態においては、外部装置、あるいはＩＣソケット２に付設されたカバーなどにより、検査対象のＩＣ２０００の各端子がＩＣソケットの各プローブピン１の電極接触部１１１を一定の長さ押圧するように固定される。なお、図６においては、外部装置、あるいはＩＣソケットに付設されたカバーなど、ＩＣ２０００を固定している部分は省略している。図６に示したとおり、ＩＣソケット２の使用状態においては、プローブピン１の備えるコイルバネ１３が所定の長さまで圧縮され、検査対象のＩＣ２０００の各端子とＩＣソケット２の各プローブピン１の電極接触部１１１との接点部分には所定の接触圧力が加わり、電気的に安定した検査が可能となる。

〔第２実施形態〕
図７（ａ）は、本発明の第２実施形態に係るプローブピン３の、第１可動部材３１の板状体の板面に平行な面における断面図であり、図７（ｂ）は、第１可動部材３１の板状体の板面に垂直な面における断面図である。本発明の第２実施形態に係るプローブピン３は、第１可動部材３１が基板接触部３１１を備え、第２可動部材３２が電極接触部３２１を備える点で上述の第１実施形態に係るプローブピン１と異なる。

図７に示した本発明の第２実施形態に係るプローブピン３では、第１実施形態に係るプローブピン１と同様、第１フランジ部３１４と第２フランジ部３２３とによりコイルバネ３３を挟持する構造を有する。しかし本実施形態のプローブピン３では、第１実施形態に係るプローブピン１と異なり、第１可動部材３１が基板接触部３１１を備え、第２可動部材３２が電極接触部３２１を備える。

図７に示したとおり、第２可動部材３２が電極接触部３２１を備える構成とするとプローブピン３の全長が長くなるが、例えばプローブピン３の使用時において、電極接触部３２１に過度な横荷重が加わる虞がある場合などは、第２可動部材３２が電極接触部３２１を備える構成とすることで、電極接触部３２１の強度を上げることが可能となる。なお、第１可動部材３１が基板接触部３１１を備える場合は、図７に示したとおり、第１フランジ部３１４を長くし、第１フランジ部３１４の基板接触部３１１側の端面を、第１スリット３１２の縁部より基板接触部３１１に近位な位置に設けておくことが望ましい。プローブピン３の使用時において、第２可動部材３２の第２スリット３２２側端部の可動範囲が、上述したＩＣソケット２における中空部２１３内となるため、その端部がＩＣソケットの貫通孔の内面に接触する危険性が低減され好ましい。

〔第３実施形態〕
図８（ａ）は、本発明の第３実施形態に係るプローブピン４の、第１可動部材４１の板状体の板面に平行な面における断面図であり、図８（ｂ）は、第１可動部材４１の板状体の板面に垂直な面における断面図である。

本発明に係るプローブピンは、上記の第２実施形態に係るプローブピンの構成、すなわち第２可動部材が電極接触部を備える構成において、さらに別の板材からなる補助部材を第２可動部材に固定することにより、電極接触部の形状を立体化してもよい。なお、以下では第３実施形態について、第２実施形態とは異なる部分について説明する。特段説明のない構造、製造方法等は、上述した第２実施形態に係るプローブピン３と同様なので、ここでの説明を省略する。

本発明の第３実施形態に係るプローブピン４は、図８に示したとおり、第２可動部材４２は電極接触部４２１の近傍に一方の縁部、第２フランジ部４２３の近傍に他方の縁部を有する窓状の第３スリット４２５を画成する第３アーム部４２６を備える。さらに、本発明の第３実施形態に係るプローブピン４は、下記構成の板状体である補助部材４４を備える。

補助部材４４は、一方の端部に測定対象物であるＩＣに付設される電極と接触するための補助接触部４４１を備える。また、補助部材４４は、補助接触部４４１側の端部に、その先端を開口とする第４スリット４４２が形成された第４アーム部４４３を備える。さらに、補助部材４４は、他方の端部に、その外側面から板幅方向に突出する第３フランジ部４４４、および第３フランジ部４４４の端面から突出する補助突起部４４５を備える。第３フランジ部４４４および補助突起部４４５は、コイルバネ４３の一端と係止する第２係止部として機能してもよい。この場合には、補助突起部４４５の少なくとも一部は、コイルバネ４３の第３フランジ部４４４側の端部の内径側に挿入される。すなわち、コイルバネ４３は、補助部材４４の補助突起部４４５の少なくとも一部を内包する。

上記第２可動部材４２および補助部材４４は、第２フランジ部４２３および第３フランジ部４４４と、第１可動部材４１の第１フランジ部４１４によりコイルバネ４３を狭持しつつ、第２可動部材４２と補助部材４４が互いに直交するように組み立てられる。組立後の状態において、補助部材４４における第４スリット４４２の底縁部から補助接触部４４１と反対側の端部までの板面は、第２可動部材４２の第３スリット４２５に内包される。ここで第２可動部材４２の第３スリット４２５の長さは、補助部材４４における第４スリット４４２の底縁部から補助接触部４４１と反対側の端部までの長さとほぼ同じ長さに設定され、補助部材４４は第２可動部材４２に対し、第２可動部材４２の可動方向に変動不可に固定される。また、補助部材４４が備える補助突起部４４５がコイルバネ４３の内径に係止することにより、補助部材４４はコイルバネ４３から容易に分離することはない。

第２可動部材４２と補助部材４４の具体的な組み立て方法としては、補助部材４４を第２可動部材４２に対して若干斜めにしながら、補助部材４４の第４スリット４４２を第２可動部材４２の第３スリット４２５の電極接触部４２１側縁部に挿入し、その後、第２可動部材４２と補助部材４４を平行とし、第２可動部材４２の第３スリット４２５に、補助部材４４の第４スリット４４２の底縁部から補助接触部４４１とは反対側の端部までの板面を内包すればよい。従って、補助部材４４の第４スリット４４２のスリット幅は、第２可動部材４２の上記挿入部分が若干斜めに挿入可能となるように、第２可動部材４２の板厚よりも若干大きく設定される。

ここでコイルバネ４３の一端を狭持する第２可動部材４２の第２フランジ部４２３と補助部材４４の第３フランジ部４４４のコイルバネ４３側の端面は、図８に例示したプローブピン４においては同じ高さに設定され、第２フランジ部４２３と第３フランジ部４４４の双方がコイルバネ４３の一端を狭持しているが、第２可動部材４２と補助部材４４は相互に変動不可に固定されているので、何れか一方のフランジ部がコイルバネ４３の一端を狭持すればよい。例えば第２可動部材４２と補助部材４４の製造上の公差により、第２フランジ部４２３と第３フランジ部４４４に段差があってもよい。

第２可動部材４２が備える電極接触部４２１、および補助部材４４が備える補助接触部４４１は、図８に例示したプローブピン４においては、それぞれＶ字形状をなし、ほぼ同じ高さに設定される。ここで第２可動部材４３と補助部材４４は互いに直交するように配置されているので、図８に例示したプローブピン４の電極接触部は、それぞれ９０度の角度で配置された４つの斜面から形成される。これは上述した管状体を有する代表的なプローブピンの構成において、電極接触部をクラウンカットと呼ばれる立体加工した場合に形成される４つの峰と同じ形状となり、例えば測定対象物であるＩＣに付設される電極がはんだボールの場合においては、はんだボールが位置ずれしても複数の斜面がはんだボールと接触し、プローブピン４の使用時においてＩＣに付設される電極とプローブピン４の電極接触部との電気的接触が安定し好ましい。通常、プローブピンが繰り返し使用されることにより電極接触部は摩耗する。電極接触部がクラウンカットにより形成された４つの峰を備える場合には、この峰の部分がＩＣに付設される電極との接触により摩耗すると電極接触部の接点の面積は徐々に大きくなり、一定以上の面積になるとＩＣに付設される電極との電気的接触が不安定となる。これに対し、図８に例示した第３実施形態に係るプローブピン４の電極接触部は、ＩＣに付設される電極と直接接触する部分が摩耗しても、その部分の面積は板状体の断面積を維持することができ、電気的接触は不安定化しにくい。したがって、図８に例示した第３実施形態に係るプローブピン４は、電極接触部の耐久性にも優れる。

また、図８に例示したプローブピン４においては、第２可動部材４２における電極接触部４２１から第２フランジ部４２３に至る部分の板幅と補助部材４４における補助接触部４４１から第３フランジ部４４４に至る部分の板幅、および第２可動部材４２における第２フランジ部４２３の板幅と補助部材４４における第３フランジ部４４４の板幅は、それぞれほぼ同じ板幅に設定される。従って、プローブピン４における電極接触部からフランジ部に至る部分の可動方向に直交する方向の断面形状、およびフランジ部の同じ方向の断面形状は、それぞれ十字形状をなしている。ここでプローブピン４は、上述のとおり、使用時においてはＩＣソケットの円形の貫通孔内に保持されるが、プローブピン４において第２可動部材４２と補助部材４４により構成される可動部分は、その断面形状が十字形状をなしていることから、円形の貫通孔内において何れの方向にも傾斜することが抑制される。したがって、上記の可動部分が過度に傾斜して摺動不良を起こす危険性も低減される。

〔第４実施形態〕
図９（ａ）は、本発明の第４実施形態に係るプローブピン５の、第１可動部材５１の板状体の板面に平行な面における断面図であり、図９（ｂ）は、第１可動部材５１の板状体の板面に垂直な面における断面図である。

本発明の第３実施形態に係るプローブピン４は、上述のとおり、第２可動部材４２と補助部材４４とを組み立て可能とするため、補助部材４４の第４スリット４４２のスリット幅は第２可動部材４２の板厚よりも若干大きく設定される。ここでプローブピン４の外径が小さく、補助部材４４が備える補助接触部４４１の板幅も小さい場合は、補助接触部４４１の形状を維持するため、第４スリット４４２のスリット幅は出来るだけ小さいことが望ましい。そのような場合は、補助部材の構造を、上述した本発明の第１実施形態に係るプローブピン１が備える第１可動部材と類似の構造とし、補助部材を斜めにすることなく、第２可動部材と補助部材とが組み立て可能な構成としてもよい。なお、以下では第４実施形態について、第３実施形態とは異なる部分について説明する。特段説明のない構造、製造方法等は、上述した第３実施形態に係るプローブピン４と同様なので、ここでの説明を省略する。

本発明の第４実施形態に係るプローブピン５は、図９に示したとおり、第２可動部材５２は、電極接触部５２１側の端部に、その先端を開口とする第５スリット５２７が形成された第５アーム部５２８を備える。また、第２可動部材５２は、第２フランジ部５２３の近傍に、窓状の第６スリット５２９を画成する第６アーム部５２１０を備える。

さらに、本発明の第４実施形態に係るプローブピン５は、下記構成の補助部材５４を備える。補助部材５４は、一方の端部に測定対象物であるＩＣに付設される電極と接触するための補助接触部５４１を備える。また、補助部材５４は、他方の端部にその先端を開口とする第７スリット５４６が形成された第７アーム部５４７を備える。第７スリット５４６における平行に対向する内側面の一部には所定の長さの補助突出部５４８ａ，５４８ｂが設けられる。また、補助部材５４は、同じ側の端部に第７アーム部５４７の外側面から板幅方向に突出する第３フランジ部５４４、および第７アーム部５４７における第７スリット５４６の開口側の端面から突出する補助突起部５４５を備える。第３フランジ部５４４および補助突起部５４５は、第７アーム部５４７の先端近傍においてコイルバネ５３の一端と係止する第２係止部として機能する。補助突起部５４５の少なくとも一部は、コイルバネ５３の第３フランジ部５４４側の端部の内径側に挿入される。すなわち、コイルバネ５３は、補助部材５４の補助突起部５４５の少なくとも一部を内包する。

上記第２可動部材５２および補助部材５４は、第２フランジ部５２３および第３フランジ部５４４と、第１可動部材５１の第１フランジ部５１４によりコイルバネ５３を狭持しつつ、第２可動部材５２と補助部材５４が互いに直交するように組み立てられる。組立後の状態において、第２可動部材５２が備える第６スリット５２９は、補助部材５４が備える第７スリット５４６の補助突出部５４８ａ，５４８ｂを内包し、補助部材５４が備える第７スリット５４６における縁部から補助突出部５４８ａ，５４８ｂまでの窓状のスリットは、第２可動部材５２の第５スリット５２７の底縁部から第６スリット５２９の縁部までの板面を内包する。ここで補助部材５４が備える第７スリット５４６の縁部から補助突出部５４８ａ，５４８ｂまでの長さは、第２可動部材５２の第５スリット５２７の底縁部から第６スリット５２９の縁部までの長さとほぼ同じ長さに設定され、補助部材５４は第２可動部材５２に対し、第２可動部材５２の可動方向に変動不可に固定される。また、補助部材５４が備える補助突起部５４５がコイルバネ５３の内径に係止することにより、補助部材５４はコイルバネ５３から容易に分離することはない。

補助部材５４の具体的な製造方法としては、上述した本発明の第１実施形態に係るプローブピン１が備える第１可動部材と同様に、板材をエッチング加工、あるいはプレス加工して得られる補助部材５４の初期の形状を、図２に示される第１可動部材１１の初期の形状と同様に、第７スリット５４６を形成する第７アーム部５４７を若干斜めに形成しておけばよい。また、第２可動部材５２と補助部材５４の具体的な組み立て方法も、本発明の第１実施形態に係るプローブピン１と同様に、補助部材５４が備える第７スリット５４６の開口部に第２可動部材５２を電極接触部５２１側から挿入し、その後、第７アーム部５４７を弾性変形させて第７スリット５４６を閉塞しつつ、第３フランジ部５４４の端部に形成された補助突起部５４５をコイルバネ５３の端部の内径側に挿入すればよい。

また、本発明の第４実施形態に係るプローブピン５においても、図４に示される第１可動部材１１と同様に、補助部材５４が備える補助突起部５４５の外側面に、先端に近づくほど補助突起部５４５の幅が縮小するテーパー部を設け、テーパー部がコイルバネ５３の内径に係止することにより、対向する２つの補助突出部５４８ａ，５４８ｂを密着させてもよい。

なお、上述の第３実施形態に係るプローブピン４、あるいは第４実施形態に係るプローブピン５において、測定対象物であるＩＣに付設される電極がパッド状の電極である場合は、第２接触部と補助接触部の何れか一方の接触部の先端を１点接触とし、他方の接触部はＩＣに付設される電極とは接触しない形状としてもよい。一例として、第３実施形態に係るプローブピン４において、第２接触部４２１を１点接触とし、補助接触部４４１をＩＣに付設される電極と接触しない形状としたプローブピンを図１０に示す。本発明においては、このように第２接触部と補助接触部の何れか一方の接触部がＩＣに付設される電極とは接触しない形状であっても、電極接触部は第２接触部と補助接触部から構成されているものとし、プローブピンの使用時において、一方の端部がＩＣに付設される電極と接触しないと見做す。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

１、３、４、５ プローブピン
１１、３１、４１、５１ 第１可動部材
１２、３２、４２、５２ 第２可動部材
１３、３３、４３、５３ コイルバネ
１１１、３２１、４２１、５２１ 電極接触部
１１２、３１２ 第１スリット
１１３ 突出部
１１４、３１４、４１４、５１４ 第１フランジ部
１１５ 突起部
１１６ 第１アーム部
１１７ テーパー部
１２１、３１１ 基板接触部
１２２、３２２ 第２スリット
１２３、３２３、４２３、５２３ 第２フランジ部
１２４ 第２アーム部
２ ＩＣソケット
２１ ハウジング
２１０ 貫通孔
２１１ 第１開口部
２１２ 第２開口部
２１３ 中空部
２１４ 第１孔内段差部
２１５ 第２孔内段差部
４２５ 第３スリット
４２６ 第３アーム部
４４、５４ 補助部材
４４１、５４１ 補助接触部
４４２ 第４スリット
４４３ 第４アーム部
４４４、５４４ 第３フランジ部
４４５、５４５ 補助突起部
５２７ 第５スリット
５２８ 第５アーム部
５２９ 第６スリット
５２１０ 第６アーム部
５４６ 第７スリット
５４７ 第７アーム部
５４８ａ、５４８ｂ 補助突出部
１０００ 検査用基板
２０００ ＩＣ

Claims (12)

1. 測定対象物に付設される電極である測定対象電極に接触するための電極接触部および測定装置の配線基板と接触するための基板接触部の一方である第１接触部を一端に有し、先端が開口した第１スリットが形成された第１アーム部を他端に有する板状体である第１可動部材と、
   前記電極接触部および前記基板接触部の他方である第２接触部を一端に有し、先端が開口しない第２スリットが形成された第２アーム部を他端に有する板状体である第２可動部材と、
   前記第１可動部材と前記第２可動部材とにより狭持され、前記第１可動部材および前記第２可動部材の一部を内包するコイルバネと
   を備えるプローブピンであって、
   前記第１可動部材は、
   前記第１スリットにおける対向する内側面の一部に設けられる突出部と、
   前記第１アーム部の先端近傍において前記コイルバネの一端と係止する第１係止部と、
   を有し、
   前記第２可動部材は、
   前記第２接触部の近傍において前記コイルバネの他端と係止する第２係止部を有し、
   前記第２可動部材が備える前記第２スリットが、前記第１可動部材が備える前記第１スリットの前記突出部を内包しつつ、前記第１可動部材と前記第２可動部材とが互いに直交するように配置され、
   前記第１スリットにおける前記第１接触部側の縁部から前記突出部までの内側面と、前記第２可動部材における前記第２接触部と反対側の端部から前記第２スリットの当該端部に近位な縁部までの板面とが第１摺動接触構造を構成し、
   前記第１スリットにおける前記突出部の板面と、前記第２可動部材が備える前記第２スリットの内側面とが第２摺動接触構造を構成し、
   前記第１摺動接触構造および前記第２摺動接触構造により前記第１可動部材と前記第２可動部材とは電気的接触を維持しつつ相対位置を変動することが可能とされる
   ことを特徴とするプローブピン。
2. 前記第１係止部は、
   前記第１アーム部の外側面から板状体の幅方向に突出する第１フランジ部と
   前記第１アーム部における前記第１スリットの開口側の端面に突設され、その少なくとも一部が前記コイルバネの一端の内径側に挿入される突起部と
   を有することを特徴とする請求項１に記載のプローブピン。
3. 前記第１係止部は、
   前記第１アーム部における前記第１スリットの開口側の端面に突設され、その少なくとも一部が前記コイルバネの一端の内径側に挿入される突起部を有し、
   前記第１アーム部における前記第１スリットの開口側の端面が前記コイルバネの一端と係止することを特徴とする請求項１に記載のプローブピン。
4. 前記突起部は、先端に近づくに従い前記突起部の幅を縮小させるテーパー部を外側面に有し、当該テーパー部が前記コイルバネの一端と係止することにより、前記第１スリットに設けられた前記突出部の少なくとも一部が閉塞することを特徴とする請求項２または３に記載のプローブピン。
5. 前記第２係止部は、前記第２接触部の近傍に板状体の幅方向に突出し、前記コイルバネの他端と係止する第２フランジ部を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のプローブピン。
6. 前記第１アーム部は、前記第１スリットのスリット幅が開口部に向けて大きくなるように形成され、
   前記第１係止部は、前記第１アーム部を弾性変形させて当該開口部を閉塞しつつ、前記突起部をコイルバネの一端に挿入することにより前記コイルバネに係止されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のプローブピン。
7. 前記第１接触部は前記電極接触部であり、前記第２接触部は前記基板接触部であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のプローブピン。
8. 前記第１接触部は前記基板接触部であり、前記第２接触部は前記電極接触部であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のプローブピン。
9. 前記基板接触部は前記第１接触部からなり、前記電極接触部は前記第２接触部および補助接触部からなり、
   前記補助接触部は、板状の部材からなる補助部材の一部であり、
   前記補助部材は、前記第２可動部材に設けられた追加スリットにより、前記第２可動部材に直交して嵌設されて、前記第２可動部材に対して固定されることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のプローブピン。
10. 前記補助部材は、板幅方向に突出するフランジ部を備え、当該フランジ部は前記コイルバネを係止することを特徴とする請求項９に記載のプローブピン。
11. 前記補助部材は、前記補助接触部側と反対側の端部に開口を有する補助スリットを備え、
    前記補助部材の前記補助接触部側と反対側の端部は前記コイルバネの一端の内径側に挿入されて、前記補助スリットの開口は閉塞されていることを特徴とする請求項９または１０に記載のプローブピン。
12. ハウジングに設けられた複数の貫通孔のそれぞれにより、請求項１から１１のいずれか１項に記載のプローブピンを、測定対象物に付設される電極に対応した位置に保持してなるＩＣソケット。

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